工業汙水處理（lǐ）流量計在自動配料係統中應用的結果分析

在自動配料係統中，目前應用較（jiào）多流量計就是工業汙水處理（lǐ）流量計和渦輪流量計，工業汙水處理（lǐ）流量計因為測量管體中無阻（zǔ）流件，更加適合於流體介（jiè）的自動定量配料。據本公司的客戶案例統計（jì），渦輪流量計用於半自動化的（de）定量控製中更多一點。本文探計的是工業汙水處理流量（liàng）計在自動化配料控製係統中的（de）應用。液體介質的原料的運輸傳送以（yǐ）及供給計量通常都需要（yào）在生產過程中安裝工（gōng）業汙水處（chù）理流量（liàng）計以實現精確計量和控製的目（mù）的。如何實現（xiàn）自動化配料供給（gěi）的功能，*先需要通過（guò）高清電（diàn）影標定工業汙水處（chù）理流量計的測量精度，再通過大量的的試驗數據（jù）的統計得到一個（gè）較為理想的線性關係，同進找出電（diàn）機頻率與流量之間的波動（dòng）聯係，以此（cǐ）建立一個數（shù）據關（guān）係（xì）模型（xíng）。再利用動態（tài）模糊控製（zhì）作為其核（hé）心控製算法，準確地控製液態原料的供給。
工業汙水（shuǐ）處理流量計是根據法拉*電（diàn）磁感應定律（lǜ）製成，用來測量導（dǎo）電液體體（tǐ）積流量的儀表（biǎo）。目前已廣（guǎng）泛地被應（yīng）用於工業過程?中各種導電液體的流量測量，如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質；各種漿液流量（liàng）測量，形成了獨特的應用領域。在自動配料係統中，通過控製電機運行頻率來控製流量的大小。其應用的準確度對企業產品的質量、原料的（de）消耗以及經濟效益等（děng）有直（zhí）接的影響。工（gōng）業（yè）汙水處理流量計作為液態原料的計量裝置（zhì），隨著微電（diàn）子技術的發展而不斷提高其計量準確度和應用範圍（wéi）。而流量計計量是*其複雜的動態計量，其準確度會受很多（duō）因素影響，如：流體的導電（diàn）性（xìng）、非軸對稱、電*襯裏附著物的影響、電機運行的（de）穩定性、工業汙水（shuǐ）處理流量計安裝的位置、勵磁的技術、信號線的長度以及外界幹擾等。
工業汙水處理流量計（jì）在調試期間常會遇到一些故障（zhàng），如顯示波動、精度下降、儀表損壞等，一經排除（chú），以後相同條件下不會再出現。究其原（yuán）因（yīn）主要有儀（yí）表本身元器件損壞（huài）引（yǐn）起故障、有選用不當、安裝不妥、環境條件（jiàn）、流體特（tè）性等因素造成故障；在（zài）正常運行期間若出現故障，則一般由流量傳感（gǎn）器內壁（bì）附著層、雷電打擊以及（jí）環境條件變化（huà）等（děng）因素引起。日常工（gōng）作中時刻注意這些故障，並很好地加以排除解決，工業汙水處理流量計就（jiù）能夠發揮它應有的作用。本文在工業汙水處理流量計正常工作的基礎上，利用其與工控機、變頻器及（jí）電機組成自動控（kòng）製係（xì）統，以模（mó）糊（hú）控製作為其核心控製算法（fǎ）來（lái）研究（jiū）電機頻率變化時對應流量的變化關係，以達到提高準確（què）控製流量的目的。
2 工業汙水處理流量計的靜態標定
工業汙水處理流量計在出廠時經（jīng）過（guò）檢定，在實際運行中實時流量能同（tóng）步的顯示在其表頭（tóu）上（shàng），但（dàn）在自動供料係統中我們需要在工控機上也實時顯示其流（liú）量，並以此進行調控，這就需（xū）要我們把工業汙水處理流量計本身的（de）流量信息（xī）及時地傳送到工控機上。而工業（yè）汙水處理流量計的輸出信號（hào）為4—20 mA的（de）電流信號，工控機的采集卡隻能檢測0—10 V的電壓信（xìn）號（hào），故在工業汙水處理流（liú）量計的信號輸出（chū）端串接一個小於500 Q的電（diàn）阻用以（yǐ）將電流信號轉換成電壓信號¨1供采集卡采集（jí）。表1為（wéi）工業汙水處理流量計信號輸出（chū）端串接一個200 Q電阻後，工（gōng）業汙（wū）水處（chù）理流量計在電機運行（háng）於不同頻率時其本身測量的流量（liàng）值和采集卡所采集（jí）的數值（zhí）。由表1可知。工業汙水處理流量計的波動與采集卡所采集的數值有較好的一致性，滿足（zú）實際使用需求。

表1 工業（yè）汙水處理流量計的波動與采集卡所采集的數值
3工業（yè）汙水處理流量計在自動配料係統中的應用
3．1 工業汙（wū）水處理（lǐ）流量計在自動配料係統中的作用
在自動（dòng）配料係統中，液態原料（liào）的供給（gěi）同樣是按配方的比例進行。我們希望在整個生（shēng）產過程中流量都按一個常量進行供（gòng）給（gěi），而實際中即使電機固定在（zài）某個固定頻率，其流（liú）量依然不是一個常量，如圖l中記錄的為固（gù）定頻率下工業汙水處理流量計的測量值。如果人為的進行幹（gàn）預，其滯後性及精確度都得不（bú）到（dào）保證，這勢（shì）必影響產品的質量（liàng）與生產（chǎn）的效率。而采（cǎi）用（yòng）工控機根據工業汙水處理流量計的實際流量進行（háng）實時的監控與調節，能讓流量穩定在很小的範（fàn）圍內，這無疑大大提高了自動供料係（xì）統的精度與效率㈨。
圖（tú）1 固定頻率下工業汙水處理流量計的（de）流量值

3．2流量的自（zì）動控製及模糊控製思想
電磁流鼉計實時地測量生產過程中的液（yè）態原料供給，工控機根據其提供的信號對變頻器的頻率進行調整從而實現流量的調節。流（liú）量的自動控製不僅要達到規定時間內總量的供給，更重要的是要保證生產過程中瞬時流量的配比需求。在生產（chǎn）過程中，工業汙水處理流量計計量的流量如（rú）圖2所示。
圖2工（gōng）業汙水處理流量計計量的流量

在工作時間r內我們期望工業（yè）汙水處（chù）理流量計測（cè）量的信號Y(t)為一常量，這也（yě）是生產（chǎn）過（guò）程配方比例中所期望（wàng）的，而由圖1中（zhōng）我們知（zhī）道Y(t)受各種因素的影響而（ér）不停（tíng）的波動。在工作時間內對Y(t)積分可得到流量的累積￡：


實際生產中（zhōng）流量一直在某（mǒu）個區域（yù）內（nèi）波動，且其動態特性不易掌握。從上（shàng）麵的理論中我們能夠讓誤差△￡盡可能的小，這樣距我們所需要的理論值％就越接近。而減小誤差需要我們把n取的盡可能大，也就是在生產時間內劃分更多的周期去調節流量。當工控機根據工業汙水處理流量計傳送回來的信號發出調節變頻器工作頻率的指令後，電機調整功率到工業汙水處理（lǐ）流量計的實際測量為一個工作周期，我們知道從指令發送到實際測量值返回有一個較（jiào）大的滯後，如果調節（jiē）的周期時間小於流量計（jì）本身的一個工作周期，那（nà）麽顯然不可能達到減小誤差的目的。利用模糊控製思想H。，在控製（zhì）程序中我們（men）把流量的波動區域劃分為±缸×Yo，Yo-t-O．3，Yo±0．5四（sì）個區（qū）域，其中缸為可調節的誤差範圍，生產中我們取0．015，流量區域劃分的單位均為t／h。針（zhēn）對不（bú）同的區域采取不同的調整方案。具體流程如圖3所示。圖中（zhōng）變量Rel表示實際測量的流量，變（biàn）量Idea表示理論流量。

4試（shì）驗（yàn）結果（guǒ）分析
模糊控製對數學模型難以獲取、動態特性（xìng）不易掌握等（děng）控製對像有較理想的控製效果，在其模糊法則和決策中幹擾和參（cān）數變化對控製（zhì）效果的影響被大大減弱。工業汙水處理流量計信號在進入工控之前采用均值濾波以及中值濾（lǜ）波後（hòu）才交給控（kòng）製算法處理，盡（jìn）量降低幹擾帶來的波動。采取不同的調節周期對實時的控製也很大（dà），周（zhōu）期太短（duǎn）對流量的調節太頻繁，這樣容易導致流量的波（bō）動劇烈，若調（diào）節周期過長則容易導致累積誤（wù）差大。經過反複實驗*後我們采取以周期為10 s，以上麵劃分的四個區域來減小流量波動帶來的誤差，其中當（dāng）流量波（bō）動超過0．5 t／h時，采取周（zhōu）期為20 s、頻率4-1 Hz的調節（jiē）方法，這樣（yàng）能夠更好避整個生產過程（chéng）中其誤差控製（zhì）在0．15％以內。如圖4所示為采取周期為10 S的調節，在波動較大（dà）時采用20 S的調節；圖5所示為取（qǔ）周期為5 s的調節，在波動（dòng）較大時采用（yòng）10 s的（de）調節。

模糊控製的基本（běn）思想（xiǎng）是利用計算機來實現人的（de）控製經驗，任何工業過程都比較容易得到其定性認識（shí），而由此出發就比較容易建立語言控製規則。在自動配料係統中我們應用其對工業汙水處理流量計（jì）的控製雖然取得了較理想的結果，不僅在工作時間（jiān）內以總量的控製（zhì）準確同時保（bǎo）證了在生產過程（chéng）中按產（chǎn）品配方比例的（de）控製。但如（rú）何獲得模（mó）糊規則及隸屬函數，這在目前完全憑經驗來進行，以及如何保證模糊係統的穩定性這些都是需要我們繼續研究並且提高。

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